第如 现代雷达 Vol.40 No.3 Modern Rada Mar.2018 ·总体工程· D0I:10.16592/i.cnki.1004-7859.2018.03.003 下一代战斗机雷达隐身技术 梁海珊 (南京电子技术研完所，南京210039) 摘要：雷达隐身作为“全频谱隐身”的重要内容，随着军事强国对下一代战斗机研发的开展受到越来越多的重视。文中总 结了当前雷达隐身技术，在分析下一代战斗机对雷达隐身需求的基础上，展望了正在发展的可能应用于下一代战斗机的 雷达隐身技术，对开展我国下一代战斗机雷达隐身技术的研究和发展具有一定的指导意义， 关键词：下一代：成斗机：雷达：隐身 中图分类号：V271.4 文献标志码：A 文章编号：1004-7859(2018)03-0011-0 Stealth Technology for Radar onboard Next Generation Fighter lANG Haishan (Nanjing Research Institute of Eleetronics Technology,Nanjing 210039,China) Abstract:Radar stealth.a maior aspect of 'full-stealth stealth'.has been paid more attention as military nations development of e appl fighter in our nation. Key words:next generation:fighter:radar:stealth 0引言 反射设计、天线阵面倾斜设计、雷达舱采用吸波材料技 雷达作为获取战场态势信息的主要装各，具有作 术笨。当前雷达隐身技术主要有低旁瓣天线技术、辐 用距离远、发射功率大，雷达反射截面积(RCS)大等特 射峰值功率控制技术、隐身波形设计技术和孔径综 点，因此，雷达隐身成为射缬隐身的主要内容，若不能 技术等 有效控制机载雷达系统的RCS和电磁辐射特征信号， 1.1低旁灣天线技术 则通过外形、结构和材料隐身而实现的整机隐身会受 战斗机雷达的功率频段多洗择在拉高的X频段 到严重破坏。相反，良好的雷达隐身不仅可以迫使敌 具有较窄的主瓣波束宽度，照射截获接收机的概率 方启动主动辐射探测装置而非被动探测装 ,从而使 低，被截获接收机截获的通常是副瓣辐射能量 理论 己方通过被动装置感知威胁，对其定位识别 ,获得利用 上，通过天线孔径上幅度加权函数能够实现任意 反辐射武器和电子攻击的机会，还可降低敌方探测系 的天线副瓣，实现缩减天线副瓣的目的。当前有源相 统的可信度，迫使敌方增加探测系统、火控系统和导弹 控阵发射副活缩减的加权方式有发射组件线性放大 等装各的复杂府和成本-习 天线孔轻多阶加权、辐射单元特殊排布方式等。发 1 当前雷达隐身技术 组件线性放大能够随意摇 制辐东 功率，其代价是发月 功率降低 天线孔径多阶加权是均匀加权与理想加权 按照特征信号的类型，雷达隐身可通过主动和被 之间的折中，具有较好的工作稳定性。辐射单元特殊 动特征信号控制和缩或两种涂径实现。主动特征信号 排布通过天线口径在特定方向上的投影模拟出在要求 缩减的方法通常被称作低截获概整(LP)技术，包括 方向上的理想口径来实现特定方向上的射低剧瓣。 辐射功率控制，辐射时间控制、宽频带，LPI波形设计 1.2 辐射峰值功率控制技术 被动特征信号的缩减通常被称为低可观测性 高增益、低副瓣状态下获得PI的重要途径是降 (LO)技术，即通称的隐身技术，如雷达罩低RCS外形 低天线的峰值辐射功率，为了不损失距离分辨率和探 设计、频率选择表面(FSS)技术、雷达罩非工作时间全 测距离，这通常通过对发射信号进行调制，发射高带宽 时宽积信号来实现。对于多机协同，可采用连续波、准 烫作素海24 连续波体制的收发分置方式， 部雷达发射，其他按 -11 1994-2018 China Academie Joumal Electronie Publishing House.All rights reserved http://www.cnki.ne
·总体工程· DOI: 10．16592 / j．cnki．1004－7859．2018．03．003 下一代战斗机雷达隐身技术 梁海珊 ( 南京电子技术研究所， 南京 210039) 摘要: 雷达隐身作为“全频谱隐身”的重要内容，随着军事强国对下一代战斗机研发的开展受到越来越多的重视。文中总 结了当前雷达隐身技术，在分析下一代战斗机对雷达隐身需求的基础上，展望了正在发展的可能应用于下一代战斗机的 雷达隐身技术，对开展我国下一代战斗机雷达隐身技术的研究和发展具有一定的指导意义。 关键词: 下一代; 战斗机; 雷达; 隐身 中图分类号: V271．41 文献标志码: A 文章编号: 1004－7859( 2018) 03－0011－04 Stealth Technology for Ｒadar onboard Next Generation Fighter LIANG Haishan ( Nanjing Ｒesearch Institute of Electronics Technology， Nanjing 210039，China) Abstract: Ｒadar stealth，a major aspect of‘full-stealth stealth’，has been paid more attention as military nations development of next generation fighter． Current radar stealth technologies are summarized firstly in this paper，then requirement to radar stealth of next generation fighter is analyzed，and finally radar stealth technologies are researched and may be applied on next generation fighter is envisioned，which may have some meaning to research and development of radar stealth technologies for next generation fighter in our nation． Key words: next generation; fighter; radar; stealth 通信作者: 梁海珊 Email: 173551852@ qq．com 收稿日期: 2017-11-24 修订日期: 2018-01-20 0 引 言 雷达作为获取战场态势信息的主要装备，具有作 用距离远、发射功率大、雷达反射截面积( ＲCS) 大等特 点，因此，雷达隐身成为射频隐身的主要内容，若不能 有效控制机载雷达系统的 ＲCS 和电磁辐射特征信号， 则通过外形、结构和材料隐身而实现的整机隐身会受 到严重破坏。相反，良好的雷达隐身不仅可以迫使敌 方启动主动辐射探测装置而非被动探测装置，从而使 己方通过被动装置感知威胁，对其定位识别，获得利用 反辐射武器和电子攻击的机会，还可降低敌方探测系 统的可信度，迫使敌方增加探测系统、火控系统和导弹 等装备的复杂度和成本［1－2］。 1 当前雷达隐身技术 按照特征信号的类型，雷达隐身可通过主动和被 动特征信号控制和缩减两种途径实现。主动特征信号 缩减的方法通常被称作低截获概率( LPI) 技术，包括 辐射功率控制、辐射时间控制、宽频带、LPI 波形设计 等。被动特征信号的缩减通常被称为低可观测性 ( LO) 技术，即通称的隐身技术，如雷达罩低 ＲCS 外形 设计、频率选择表面( FSS) 技术、雷达罩非工作时间全 反射设计、天线阵面倾斜设计、雷达舱采用吸波材料技 术等。当前雷达隐身技术主要有低旁瓣天线技术、辐 射峰值功率控制技术、隐身波形设计技术和孔径综合 技术等。 1．1 低旁瓣天线技术 战斗机雷达的功率频段多选择在较高的 X 频段， 具有较窄的主瓣波束宽度，照射截获接收机的概率很 低，被截获接收机截获的通常是副瓣辐射能量。理论 上，通过天线孔径上幅度加权函数能够实现任意想要 的天线副瓣，实现缩减天线副瓣的目的。当前有源相 控阵发射副瓣缩减的加权方式有发射组件线性放大、 天线孔径多阶加权、辐射单元特殊排布方式等。发射 组件线性放大能够随意控制辐射功率，其代价是发射 功率降低。天线孔径多阶加权是均匀加权与理想加权 之间的折中，具有较好的工作稳定性。辐射单元特殊 排布通过天线口径在特定方向上的投影模拟出在要求 方向上的理想口径来实现特定方向上的辐射低副瓣。 1．2 辐射峰值功率控制技术 高增益、低副瓣状态下获得 LPI 的重要途径是降 低天线的峰值辐射功率，为了不损失距离分辨率和探 测距离，这通常通过对发射信号进行调制，发射高带宽 时宽积信号来实现。对于多机协同，可采用连续波、准 连续波体制的收发分置方式，一部雷达发射，其他接 — 11 — 第 40 卷 第 3 期 2018 年 3 月 现 代 雷 达 Modern Ｒadar Vol．40 No．3 Mar． 2018
2018,40(3) 现代雷达 收。而对于单机作战，主要工作于收发共用的脉冲力 行进攻性和防御性的对空作战，作战样式包括空中 式，此时采用高占空系数和多脉冲重复频率来解决低 遮断，近距空中支援、敌数方防空压制等，要求具有 峰值功率、高平均功率、距离遮挡和测量模潮问题 快的速度、更远的航程、更好的机动、更强的隐身、 1.3隐身波形设计电子支援系统 全向的态势感知、更突出的武器打击和防御能力，同 随着ESM快速测频技术的发展和广泛应用，ESM 时还要求无缝实时接入基于网络系统的联合作战体 测频速度越来越快，工作于脉冲多普勒模式的传统围 系由 这些特点可归纳为5S,即超飞行能) 达由于必须发射相参脉冲串以进行相参积累检测，在 能力、超感知能力，超打击能力、和超协同能力④ ,如 帧间不能改变发射频率，雷达工作频率很容易被ESM 图2所示。 系统测量四。特殊的波形设计是机载雷达躲避SM 系统侦察的主要手段，通讨福射复杂调生信号，可降低 截获接收机对信号的检测、分选、识别概率，并提高四 配滤波得益。当前广泛使用的隐身信号有宽带线性调 频信号、离散相位编码信号等，宽带线性调频信号已在 机载雷达中广泛应用，雷声公司16位的弗兰克码也在 雷达中得到应用。 )美国海军下一代成斗机想像肩 )日本下一代成斗机想像图 1.4孔径综合技术 图2美日下一代战斗机 孔径综合是将雷达、通信、导航、敌我识别、电子对 (1)超飞行能力 抗等功能的天线集成设计，减少战斗机上众多的天线 具有5倍音速以上的高超声速飞行能力，实现快 数量和RCS,实现天线的任可可观沉测性。文种设计以第 速打击：能够实施爬升、盘旋、滚转和直线加速等各种 五代战斗机F/A22和F35最为典型。F/A22使用 超常规机动：不进行 空中加油作战半径达到2000km 的APG-7有源相控阵雷达除了具有雷达功能外，还 的远航程要求。 集成了情报侦察、电子干扰和通信等功能，支持无源定 (2)超隐身能力 位能力，如图1所示。 实现对雷达射频、声波、红外和可见光的“全频 段隐身”能力。 (3)超成知能十 具有性能先进的传感器系统，快速实时的数据链 组网能力，以及先进的多传感器信息融合能力， (4)超打击能力 搭载定向能武器，具有超高速，超远程打击和弹道 图1F2战斗机及其雷达系统 导弹拦截防御能力 (5)超协同能 2下一代战斗机对留达隐身的需求 在体系联合作战框架下，能够通过动态重构，与各 类作战力量、作战单元实现全程无缝协同作战。 2.3下一代战斗机对雷达隐身的需求 飞，军事强国纷纷开始探素 代战机。 从下 代战斗机 的能力特点来考虑，下一代战斗 保持空中优势，作了大量预研工作，其下 一代战斗机 机对雷达隐身的最直接的需求是实 现平台“ 全频段隐 可能在2034年-2035年服役：苏霍伊公司于2016年 身”，提高战场生存能力从面完成作战任务的客观装 向国防部提交了发展下一代战斗机的初步报告，宣称 求。这包含两个方面内容 要在2025年前后首飞：日本提出3战斗机构相想，将 第一是下一代战斗机雷达辐射信号具有较低的被 2030年前后服役 玫方被动接收装置侦别的能性 21下一代战斗机的概念 第 是对敌方主动辐射装置的低可观测性 美俄对战斗机的划代采用不同的方法，为避免混 随着ESM、雷达告警接收机(RWR)等被动探测手 淆，本文将F-22、F-35、5u57、J20之后的新一代战斗 段的突飞猛进，以及新型雷达深测体制、工作频段、处 机定义为下一代战斗机。 理技术的飞速发展，下一代战斗机被敌方预警探测系 2.2下一代战斗机的能力特点 统发现的橱率在成倍增加，必须把雷达隐身作为下 美军对下一代战斗机的主要使命任务定位为道 代战斗机隐身的整体中综合考虑 12- 994-2018 China Academic Joural Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
收。而对于单机作战，主要工作于收发共用的脉冲方 式，此时采用高占空系数和多脉冲重复频率来解决低 峰值功率、高平均功率、距离遮挡和测量模糊问题。 1．3 隐身波形设计电子支援系统 随着 ESM 快速测频技术的发展和广泛应用，ESM 测频速度越来越快，工作于脉冲多普勒模式的传统雷 达由于必须发射相参脉冲串以进行相参积累检测，在 帧间不能改变发射频率，雷达工作频率很容易被 ESM 系统测量［3］。特殊的波形设计是机载雷达躲避 ESM 系统侦察的主要手段，通过辐射复杂调制信号，可降低 截获接收机对信号的检测、分选、识别概率，并提高匹 配滤波得益。当前广泛使用的隐身信号有宽带线性调 频信号、离散相位编码信号等，宽带线性调频信号已在 机载雷达中广泛应用，雷声公司 16 位的弗兰克码也在 雷达中得到应用。 1．4 孔径综合技术 孔径综合是将雷达、通信、导航、敌我识别、电子对 抗等功能的天线集成设计，减少战斗机上众多的天线 数量和 ＲCS，实现天线的低可观测性。这种设计以第 五代战斗机 F /A-22 和 F-35 最为典型。F /A-22 使用 的 APG-77 有源相控阵雷达除了具有雷达功能外，还 集成了情报侦察、电子干扰和通信等功能，支持无源定 位能力，如图 1 所示。 图 1 F-22 战斗机及其雷达系统 2 下一代战斗机对雷达隐身的需求 随着 F-22、F-35、J-20 的服役以及 Su-57 的成功试 飞，军事强国纷纷开始探索下一代战机。美军为继续 保持空中优势，作了大量预研工作，其下一代战斗机有 可能在 2034 年～ 2035 年服役; 苏霍伊公司于 2016 年 向国防部提交了发展下一代战斗机的初步报告，宣称 要在 2025 年前后首飞; 日本提出 i3 战斗机构想，将于 2030 年前后服役。 2．1 下一代战斗机的概念 美俄对战斗机的划代采用不同的方法，为避免混 淆，本文将 F-22、F-35、Su-57、J-20 之后的新一代战斗 机定义为下一代战斗机。 2．2 下一代战斗机的能力特点 美军对下一代战斗机的主要使命任务定位为遂 行进攻性和防御性的对空作战，作战样式包括空中 遮断、近距空中支援、敌方防空压制等，要求具有更 快的速度、更远的航程、更好的机动、更强的隐身、更 全向的态势感知、更突出的武器打击和防御能力，同 时还要求无缝实时接入基于网络系统的联合作战体 系中。这些特点可归纳为 5S，即超飞行能力、超隐身 能力、超感知能力、超打击能力、和超协同能力［4］，如 图 2 所示。 图 2 美日下一代战斗机 ( 1) 超飞行能力 具有 5 倍音速以上的高超声速飞行能力，实现快 速打击; 能够实施爬升、盘旋、滚转和直线加速等各种 超常规机动; 不进行空中加油作战半径达到 2 000 km 的远航程要求。 ( 2) 超隐身能力 实现对雷达、射频、声波、红外和可见光的“全频 段隐身”能力。 ( 3) 超感知能力 具有性能先进的传感器系统，快速实时的数据链 组网能力，以及先进的多传感器信息融合能力。 ( 4) 超打击能力 搭载定向能武器，具有超高速、超远程打击和弹道 导弹拦截防御能力。 ( 5) 超协同能力 在体系联合作战框架下，能够通过动态重构，与各 类作战力量、作战单元实现全程无缝协同作战。 2．3 下一代战斗机对雷达隐身的需求 从下一代战斗机的能力特点来考虑，下一代战斗 机对雷达隐身的最直接的需求是实现平台“全频段隐 身”，提高战场生存能力从而完成作战任务的客观要 求。这包含两个方面内容: 第一是下一代战斗机雷达辐射信号具有较低的被 敌方被动接收装置侦测的可能性; 第二是对敌方主动辐射装置的低可观测性。 随着 ESM、雷达告警接收机( ＲWＲ) 等被动探测手 段的突飞猛进，以及新型雷达探测体制、工作频段、处 理技术的飞速发展，下一代战斗机被敌方预警探测系 统发现的概率在成倍增加，必须把雷达隐身作为下一 代战斗机隐身的整体中综合考虑。 — 12 — 2018，40( 3) 现 代 雷 达
·总体工程 梁海珊：下一代战斗机雷达隐身技术 2018,40(3) 3下一代战斗机雷达隐身技术 形式出现：俄罗斯则明确表示其下一代战斗机将是无 人机：2016年日防卫省在其《休来无人装备研发愿景 针对下一代战斗机对雷达隐身的需求，以下从先 中提出发展与其下一代战斗机编组作战的无人机。可 讲雷达体制、先讲波形设计和一体化设计三个方面讲 以发现，以分布式协同探测为特征的“超协同能力”都 行分析。 将成为下一代战斗机的核心能力。超协同能力是指下 3.1先进雷达体制 代战斗机在体系联合作战框架下，能够“即时入 3.11 量子雷达 网 动态重构 ,并随时与各类作战单元、作战力 量子雷达在发射端对量子态进行调控，在接收端 实现全程无缝协同作战的能力。这种协同实现了陆 对量子态讲行处理，通过对量子资源的利用，提高了 海、空、天、电、网一体化，实现了基于网络系统的互联 达信号的信息维度和处理效果，提升雷达的探测性能 互通互操作，被称为“超维度网络系统”。通过这种途 在雷达隐身方面，量子雷达通过对光子量子态的检测 径，辐射源就可以根据战场整体局势的需要开启或关 突破传统探测 电磁波幅度、相位 等宏观物理量的 闭，从而提高战机载高威胁区的生存能力 限，具有超高灵敏度，因此在保持目标检测能力不变的 前提下，所需的发射功率更低，降低了被截获和侦收的 可能：另一方面，量子雷达对信号的量子态调制能够增 强目标与杂波和干扰信号之间的区分度，从而提升在 对抗环境下的抗干扰能力 量子雷达的研究于20世纪60年代起步，经过30年 的缓慢发展，90年代开始设计量子探测间题，2000年以 后，量子雷达的研究逐步系统化，并用绕量子纠缠-干涉 量子照明以及量子相干态接收三方面展开的。 3.1.2 人工智 人工智能雷达是将人工智能技术于香达技术结 产生的新一代雷达系统。人工智能雷达采用闭环系实 架构，以学习积累知识为核心，以信息嬸为探测理论 能够实现高精度、自主化的目标和环境感知。在雷 图3意大利双波段微波光子雷达系 达隐身方面，人工智能雷达能够根据历史 数据和实时 3.2先进波形设计 感知信息以及任务需求自适应调整发射频率、波形、功 随着复杂信号产生和处理技术的发展，峰值功 率、波束形状等参新，实现雷达资源利用效嘉的最大 低、大带究 调制形式复杂的隐身信号将成为支撑雷 化，降低被敌方接收装置探测的机会。 隐身的重要手段。混沌信号、随机信号、混合调制信号 313波光子雷达 等将成为LPI信号研究的热点。 微波光子雷达使用微波光子技术代替传统雷达 混沌信号是确定性非线性系统中产生的一种貌似 基于电子技术的射频发射链路，能够克服传统电子器 随机的信号，具有对初值敏感、各态历经、长期不可预 件的技术瓶颈，具有名频段、大带宽、可重构、多功能特 测等特点】」 ,混沌信号 噪声信号类似，具有宽阔连线 征，对提高雷达低截获性能具有重要作用。微波光子 的频谱，雷达中的混沌信号有混沌编码(PSK/SK)和 技术使用高度集成的光器件，能够有效降低雷达的 连续被调制混沌信号两大类型。 积、质量，易于实现天线阵面与轻量化以及与战斗机表 随机信号是一种类似噪声形式的雷达信号，由于 面的共形设计，可提高雷达的低可观测性能。美国、伊 信号的随机性，随机雷达信号具有非常优异的PI性 罗斯、意大利等国对微波光子雷达讲行了研究。意大 能，同时其模糊函数是理想的 图钉”形， 有很高的 利已成功利用双波段微波光子雷达在现场试验中成功 无模糊距离测量和速度测量性能和分辨率 拾到多个海上日标，并结确踪到8 的随机信号有随机调频连续波、正弦加贿机调频连续 =1.852km)外的船只，其试验系统如图3所示 波、随机二相码连续波等。为了进一步增强随机信号 罗斯近期也透漏成功研制出微波光子雷达收发样机。 的LPI性能和抗干扰性能，具有多重随机性的随机信 3.14分布式协同探测 号成为研究的重要方向 根据美国、俄罗斯、日本等国对下一代战斗机需求 混合调制信号在脉冲内同时采用调频和调相两科 公布的信总，美国下一代战斗机将以系统簇(FS)的 体制，如在线性增顷信号上叠加一个循环的、短的、离 -13 100201Chi Joural Electronic Publishing House.All rights enki.ne
3 下一代战斗机雷达隐身技术 针对下一代战斗机对雷达隐身的需求，以下从先 进雷达体制、先进波形设计和一体化设计三个方面进 行分析。 3．1 先进雷达体制 3．1．1 量子雷达 量子雷达在发射端对量子态进行调控，在接收端 对量子态进行处理，通过对量子资源的利用，提高了雷 达信号的信息维度和处理效果，提升雷达的探测性能。 在雷达隐身方面，量子雷达通过对光子量子态的检测， 突破传统探测对电磁波幅度、相位等宏观物理量的局 限，具有超高灵敏度，因此在保持目标检测能力不变的 前提下，所需的发射功率更低，降低了被截获和侦收的 可能; 另一方面，量子雷达对信号的量子态调制能够增 强目标与杂波和干扰信号之间的区分度，从而提升在 对抗环境下的抗干扰能力。 量子雷达的研究于 20 世纪 60 年代起步，经过 30 年 的缓慢发展，90 年代开始设计量子探测问题，2000 年以 后，量子雷达的研究逐步系统化，并围绕量子纠缠－干涉、 量子照明以及量子相干态接收三方面展开［5］。 3．1．2 人工智能雷达 人工智能雷达是将人工智能技术于雷达技术结合 产生的新一代雷达系统。人工智能雷达采用闭环系统 架构，以学习积累知识为核心，以信息熵为探测理论， 能够实现高精度、自主化的目标和环境感知［6］。在雷 达隐身方面，人工智能雷达能够根据历史数据和实时 感知信息以及任务需求自适应调整发射频率、波形、功 率、波束形状等参数，实现雷达资源利用效率的最大 化，降低被敌方接收装置探测的机会。 3．1．3 微波光子雷达 微波光子雷达使用微波光子技术代替传统雷达中 基于电子技术的射频发射链路，能够克服传统电子器 件的技术瓶颈，具有多频段、大带宽、可重构、多功能特 征，对提高雷达低截获性能具有重要作用。微波光子 技术使用高度集成的光器件，能够有效降低雷达的体 积、质量，易于实现天线阵面与轻量化以及与战斗机表 面的共形设计，可提高雷达的低可观测性能。美国、俄 罗斯、意大利等国对微波光子雷达进行了研究。意大 利已成功利用双波段微波光子雷达在现场试验中成功 检测到多个海上目标，并精确跟踪到 8 nmile( 1 nmile = 1．852 km) 外的船只，其试验系统如图 3 所示［7］。俄 罗斯近期也透漏成功研制出微波光子雷达收发样机。 3．1．4 分布式协同探测 根据美国、俄罗斯、日本等国对下一代战斗机需求 公布的信息，美国下一代战斗机将以系统簇( FoS) 的 形式出现; 俄罗斯则明确表示其下一代战斗机将是无 人机; 2016 年日防卫省在其《未来无人装备研发愿景》 中提出发展与其下一代战斗机编组作战的无人机。可 以发现，以分布式协同探测为特征的“超协同能力”都 将成为下一代战斗机的核心能力。超协同能力是指下 一代战斗机在体系联合作战框架下，能 够“即 时 入 网”、“动态重构”，并随时与各类作战单元、作战力量 实现全程无缝协同作战的能力。这种协同实现了陆、 海、空、天、电、网一体化，实现了基于网络系统的互联 互通互操作，被称为“超维度网络系统”。通过这种途 径，辐射源就可以根据战场整体局势的需要开启或关 闭，从而提高战机载高威胁区的生存能力。 图 3 意大利双波段微波光子雷达系统 3．2 先进波形设计 随着复杂信号产生和处理技术的发展，峰值功率 低、大带宽、调制形式复杂的隐身信号将成为支撑雷达 隐身的重要手段。混沌信号、随机信号、混合调制信号 等将成为 LPI 信号研究的热点。 混沌信号是确定性非线性系统中产生的一种貌似 随机的信号，具有对初值敏感、各态历经、长期不可预 测等特点。混沌信号与噪声信号类似，具有宽阔连续 的频谱，雷达中的混沌信号有混沌编码( PSK/FSK) 和 连续波调制混沌信号两大类型。 随机信号是一种类似噪声形式的雷达信号，由于 信号的随机性，随机雷达信号具有非常优异的 LPI 性 能，同时其模糊函数是理想的“图钉”形，具有很高的 无模糊距离测量和速度测量性能和分辨率［8］。典型 的随机信号有随机调频连续波、正弦加随机调频连续 波、随机二相码连续波等。为了进一步增强随机信号 的 LPI 性能和抗干扰性能，具有多重随机性的随机信 号成为研究的重要方向。 混合调制信号在脉冲内同时采用调频和调相两种 体制，如在线性调频信号上叠加一个循环的、短的、离 — 13 — ·总体工程· 梁海珊: 下一代战斗机雷达隐身技术 2018，40( 3)
2018,40(3) 现代雷达 散相位编码，其瞬时带宽可以很宽，使ESM装置难 Modem Rad,2006.28(g):24-26 进行雷达信号的频率测量和脉冲特征分析 李金梁，涂泽中，刘振庭.美第六代战斗机研究进展情 3.3一体化设计技术 况.电光与控制，2014,21(6)：9-12. 下一代战斗机雷达一体化设计一方面是指功能设 计的一体化，另一方面是指结构设计的一体化。功能 0nica&Contrl.2014.21(6):9-12. 设计的一体化将在当前综合孔径的基础上，向更高的 金林.量子需达研究进展们.现代达，2017,39 集成度、综合度和共用度上发展 31.1-7 结构设计的一体化指雷达天线，天线罩和天线仓 of qua ntun radar Moden 设计的一体化回。一是雷达天线将采用或小天线外 Rad,2017,39(3):1-7 形尺寸的内埋（嵌入式）设计，共形布臂在机身内部 代战争的雷达系统与技术.现代雷 是雷达天线罩要能够使频带内、同极化的信号高百 达，2017,39(12)：1-11 分率透过，而对频带外信号和不同极化信号有效阻断 WANG Jianmine 从而实现烦率、极化的滤波。对于天线仓，需要处理各 2017,39(12)：1 种高频散射，如镜面反射、表面不连续数射、爬行波发 射、行波散射、凹形区域散射等，可通过倾斜天线阵面、 FILIPPO S,FRANCESCO L.DANIELI O.t al.Field urial of ics-based dual-band fully coberent radar 工作表面涂覆吸波材料、连接部位采用混合线过渡 确保天线罩和天线仓以及天线仓隔离板的表面阻抗没 11131.420425 有不连续性，平台表面到自由空间满足阻抗匹配等。 刘国岁，孙烈波，顾红，等.随机信号雷达的发们 数据采集与处理，2001.16(1)：5-9. 4结束语 nal of data acgu isition&Po 随着军事强国日渐把下一代战斗机列入研制日 ssing,2001.16(1）:5-9 程，我国发展下一代战斗机也迫在眉睫。雷达隐身已 )陈国海先进战机多功能相控阵系统综合射频隐身技术 经成为下 一代战斗机隐身性能设计的瓶颈问题 0.现代雷达，2007,29(12)：1-4 雷达隐身既要利用量子、微波光子、人工智能等新兴技 术开展创新型雷达系统的研制，也要应用主动和被动 ems ]Modem Radar.2007.29(12) 特征信号缩减手段，从雷达信号形式、天线孔径等方面 1-d 开展研究和改进。要将雷达工作效能和隐身性能之间 0刘二平，路志勇.结构一体化天线电气与力学设计 综合考虑，均衡设计，避免顾此失彼，以飞机总体单 河北省科学院学报，2015,32(1)：19-23 需求为牵引，突破关键技术，保证第六代战斗机研制工 The electrical and mechanical 作的开展。 the Hebei Academy of Sciences.2015.32(1):19-23 参考文献 寇丰，范固廉，王光deling lis e.中国 )鲍尔RE.飞机作战生存力分析与设计基础].林光 光学快报（英文），2010.8(6：560-563 :航空工业出版社，1998：3-67. RAL RF The fundamentals of aircraft combat survivabilit light er-icrafiher analysis and design [M].Lin Guangyu,Song Bifeng 61,60-63 )]孙聪，张澎.先进战斗机对机载射频孔径系统隐身 2]余宏明.雷达/电子战中的现代隐身技术].现代雷 的需求及解决方案].前空学报，2008,29(6)：1472 t.2007.20(63.25-27 Modern stealth technique in radar/EW al Modem Radar,200m,29(6):25-27 avionics/RE system for advanced aircraft d.Acta Aerona ticaet Astronautica Sinica.2008.9(6):1472-1481. B)陈知明.机载雷达的隐身波形.现代雷达，2006,28 梁海女，197门年生，士，高饭工程师。研究方向为电 10.24-26 路与系战。 CHEN Zhiming.Stealth veform for airbome radar -14 994-2018 China Academic Joural Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.enki.net
散相位编码，其瞬时带宽可以很宽，使 ESM 装置难以 进行雷达信号的频率测量和脉冲特征分析。 3．3 一体化设计技术 下一代战斗机雷达一体化设计一方面是指功能设 计的一体化，另一方面是指结构设计的一体化。功能 设计的一体化将在当前综合孔径的基础上，向更高的 集成度、综合度和共用度上发展。 结构设计的一体化指雷达天线、天线罩和天线仓 设计的一体化［9－12］。一是雷达天线将采用减小天线外 形尺寸的内埋( 嵌入式) 设计，共形布置在机身内部。 二是雷达天线罩要能够使频带内、同极化的信号高百 分率透过，而对频带外信号和不同极化信号有效阻断， 从而实现频率、极化的滤波。对于天线仓，需要处理各 种高频散射，如镜面反射、表面不连续散射、爬行波发 射、行波散射、凹形区域散射等，可通过倾斜天线阵面、 非工作表面涂覆吸波材料、连接部位采用混合线过渡， 确保天线罩和天线仓以及天线仓隔离板的表面阻抗没 有不连续性，平台表面到自由空间满足阻抗匹配等。 4 结束语 随着军事强国日渐把下一代战斗机列入研制日 程，我国发展下一代战斗机也迫在眉睫。雷达隐身已 经成为下一代战斗机隐身性能设计的瓶颈问题。实现 雷达隐身既要利用量子、微波光子、人工智能等新兴技 术开展创新型雷达系统的研制，也要应用主动和被动 特征信号缩减手段，从雷达信号形式、天线孔径等方面 开展研究和改进。要将雷达工作效能和隐身性能之间 综合考虑，均衡设计，避免顾此失彼，以飞机总体单位 需求为牵引，突破关键技术，保证第六代战斗机研制工 作的开展。 参 考 文 献 ［1］ 鲍尔 Ｒ E ．飞机作战生存力分析与设计基础［M］．林光 宇，宋笔锋，译． 北京: 航空工业出版社，1998: 3－67． BALL Ｒ E． The fundamentals of aircraft combat survivability analysis and design［M］．Lin Guangyu，Song Bifeng，translate．Beijing: Aviation Industry Press，1998 : 3－67 ． ［2］ 孙 聪，张 澎． 先进战斗机对机载射频孔径系统隐身 的需求及解决方案［J］． 航空学报，2008，29( 6) : 1472－ 1481． SUN Cong，ZHANG Peng． LO requirements and solutions of avionics/ＲF system for advanced aircraft［J］． Acta Aeronauticaet Astronautica Sinica，2008，29( 6) : 1472－1481． ［3］ 陈知明． 机载雷达的隐身波形［J］． 现代雷达，2006，28 ( 9) : 24－26． CHEN Zhiming． Stealth waveform for airborne radar［J］． Modern Ｒadar，2006，28( 9) : 24－26． ［4］ 李金梁，涂泽中，刘振庭． 美第六代战斗机研究进展情 况［J］． 电光与控制，2014，21( 6) : 9－12． LI Jinliang，TU Zezhong，LIU Zhenting． The research progress of the sixth generation fighter of USAF［J］． Electronics Optics ＆ Control，2014，21( 6) : 9－12． ［5］ 金 林． 量子雷达研究进展［J］． 现代雷达，2017，39 ( 3) : 1－7． JIN Lin． Ｒesearch progress of quantum radar［J］． Modern Ｒadar，2017，39( 3) : 1－7． ［6］ 王建明． 面向下一代战争的雷达系统与技术［J］． 现代雷 达，2017，39( 12) : 1－11． WANG Jianming． Ｒadar systems and technologies for next generation of warfare［J］． Modern Ｒadar，2017，39( 12) : 1 －11． ［7］ FILIPPO S，FＲANCESCO L，DANIELI O，et al． Field trial of a photonics-based dual-band fully coherent radar system in a marine scenario［J］． IET Ｒadar，Sonar ＆ Navigation，2017， 11( 3) : 420－425． ［8］ 刘国岁，孙泓波，顾 红，等． 随机信号雷达的发展［J］． 数据采集与处理，2001，16( 1) : 5－9． LIU Guosui，SUN Hongbo，GU Hong，et al． Development of random signal radars［J］． Journal of Data Acquisition ＆ Processing，2001，16( 1) : 5－9． ［9］ 陈国海． 先进战机多功能相控阵系统综合射频隐身技术 ［J］． 现代雷达，2007，29( 12) : 1－4． CHEN Guohai． General ＲF stealth of airborne multifunctional phased array systems［J］． Modern Ｒadar，2007，29( 12) : 1－4． ［10］ 刘二平，路志勇． 结构一体化天线电气与力学设计［J］． 河北省科学院学报，2015，32( 1) : 19－23． LIU Erping，LU Zhiyong． The electrical and mechanical design of antennas with integrated structures［J］． Journal of the Hebei Academy of Sciences，2015，32( 1) : 19－23． ［11］ 寇煦丰，范固廉，王光辉． Modeling light propagation through taper-microfiber structures integrated on substrates［J］． 中国 光学快报( 英文版) ，2010，8( 6) : 560－563． KOU Xufeng，FAN Gulian，WANG Guanghui． Modeling light propagation through taper-microfiber structures integrated on substrates［J］． Chinese Optics Letters，2010，8 ( 6) : 560－563． ［12］ 余宏明． 雷达/电子战中的现代隐身技术［J］． 现代雷 达，2007，29( 6) : 25－27． YU Hongming． Modern stealth technique in radar/EW［J］． Modern Ｒadar，2007，29( 6) : 25－27． 梁海珊 女，1977 年生，硕士，高级工程师。研究方向为电 路与系统。 — 14 — 2018，40( 3) 现 代 雷 达